引力是当然界已知的四种基本力之一，亦然咱们最老练的一种。关联词，直到今天咱们仍然不知谈，它的实质究竟是像爱因斯坦设想的那样是几何的，仍是受量子力学定律的愚弄。

一直以来，物理学家皆试图将引力物理学和量子力学蚁合起来，何况发展出了很多备受瞩磋议表面。但问题是，想要从实验上讲明这些表面辱骂常贫寒的。

近日，在发表在《物理辩论X》上的一项商量中，荷兰和德国的数学物理学家提议了一种全新的“卡文迪许式”的引力实验构想。他们的新决策能够侧目先前实验中的问题。他们合计，如若这项实验构想得以达成，大概就有契机细目引力究竟是经典风光仍是量子风光。

经典仍是量子？

畴昔几十年间，很多实验皆试图解开这一谜团。这些实验基本皆依赖于在两个相隔一定距离的质料较大的宏不雅物体之间产生所谓的量子纠缠。纠缠是一种典型的量子风光，浅近来说，处于纠缠的两个粒子即使隔离沉，也好像具有某种风雅的关联，能相互分享量子信息。这是量子力学的一种基本特征，亦然量子宇宙与经典宇宙的一大知晓永诀。

这些实验的主要想路不错纪念为寻找引力献媚的纠缠。如若大质料的远处物体不错产生纠缠，就能反驳引力场是透顶经典的假定，那么引力一定是量子的。

但问题在于，要让宏不雅物体贯通得像量子粒子那样极其贫寒。事实上，物体越大，它的质料越大，就越倾向于解脱量子特质，而贯通得像经典物体。

侧目难题

在这项新商量中，科学家提议了一种不错侧目这些问题的实验想路。他们合计，不错在不产生纠缠的情况下揭示引力的量子性质。

他们的决策触及商量两个相互围聚的扭摆之间的相关性。这两个扭摆互相来去旋转，就像大质料的“谐振子”不异。

这两个扭摆通过引力互相耦合，使相互围聚。为了确保引力是扭摆之间的主导力，商量东谈主员还在这两个扭摆之间甩掉了一个障蔽，以达到扼制任何潜在的电磁作用和光学作用的磋议。此外，扭摆之间的距离是经过经心退换的，是以它们之间的引力老是比它们与障蔽之间的卡西米尔力强得多。

实验默示图。两个扭秤之间引力互相作用。它们平行甩掉于均衡成见（虚线），通过引力互相作用。在两个扭秤之间甩掉一个电磁屏蔽，扼制电磁互相作用。实验通过与两个腔场（红线）耦合，不错对每个摆的旋转解放度进行监测。（图/Lami et al./Physics X）

商量东谈主员先容，他们提议的这个系统基本上就像卡文迪许在1797年用来测量引力强度实验中所用的安设格外相似，但实验的磋议有所永诀。他们的想法是揭示统共引力驱动的能源学历程所产生的相关性。他们在数学上确立了某些量子性实验信号的严格边界，这些信号是局域经典引力无法冲破的。

卡文迪许于1797年用来测量引力强度的扭秤的图纸。近似的“谐振子”如今不错用来揭示万有引力的量子性。（图/University of Amsterdam）

新的初始

现在，商量团队正在极力使他们的分析更接近真是宇宙的情况，将引力除外的其他各式互相作用商酌在内。固然这么作念不能幸免地会让分析变得更复杂，但这是确立一种“趁火劫掠”的实验决策所必需的。

另外，商量东谈主员在仔细分析了在现实情况下奉行这一实验决策所需的条款后发现，他们提议的圭表大概更容易在现实中确立起来。尽管还需要一定进程的时候高出，但这么的实验应该很快就能达成。

商量东谈主员但愿他们的论文仅仅一个初始，他们的建议将有助于运筹帷幄实验，从而比预期更早地回话引力的量子性这一根底问题。

#创作团队：

撰文：力毛乂

排版：雯雯

#参考开首：

https://iop.uva.nl/content/news/2024/05/revealing-the-quantumness-of-gravity.html

https://physicsworld.com/a/cavendish-like-experiment-could-reveal-gravitys-quantum-nature/

#图片开首：

封面图&首图：APS/R. Wilkinson